Interruttore automatico differenziale: scopo, tipi, marcatura + consigli per la scelta

L'algoritmo di funzionamento degli interruttori differenziali si basa sulla garanzia di una protezione affidabile contro possibili correnti di dispersione. Ad esempio, in caso di contatto indiretto con parti conduttrici o in momenti di cortocircuito delle parti attive verso la massa. La scelta del dispositivo di protezione deve essere affrontata con responsabilità. È d'accordo?

Spiegheremo come scegliere correttamente un interruttore differenziale automatico dotato di funzionalità di protezione estesa. Nell'articolo che presentiamo vengono descritte in dettaglio le varietà del dispositivo in grado di prevenire numerose situazioni pericolose. Vengono forniti preziosi consigli per i futuri acquirenti.

Funzionamento del dispositivo differenziale

Considerando la struttura standard di un RCD (dispositivo differenziale), si devono evidenziare tre moduli principali:

1. Trasformatore di corrente sommatore.
2. Sganciatore-convertitore.
3. Dispositivo di blocco degli elementi di commutazione.

I conduttori di corrente del circuito vengono collegati ai contatti del trasformatore sommatore. Considerando la legge di Ohm, secondo cui la somma di tutte le correnti è zero, l'azione magnetica dei conduttori di corrente del trasformatore viene reciprocamente compensata.

Non si genera un campo magnetico che, grazie all'effetto di induzione, provocherebbe la comparsa di tensione nell'avvolgimento secondario del trasformatore. Questo stato corrisponde alle condizioni normali di passaggio della corrente nel circuito.

Dispositivo differenziale: 1 – contatti del circuito di ingresso; 2 – contatti del circuito di uscita; 3 – pulsante di riarmo; 4 – contatti di chiusura; 5 – trasformatore sommatore; 6 – avvolgimento secondario; 7 – dispositivo di monitoraggio; 8 – pulsante di test; 9 – conduttore di test.

Tuttavia, la formazione anche di una piccola corrente di dispersione rompe questo equilibrio. La regione del nucleo del trasformatore viene sottoposta all'azione di un campo magnetico residuo. Di conseguenza – l'avvolgimento secondario produce tensione.

Naturalmente scatta lo sganciatore, che converte la grandezza elettrica in azione meccanica. Successivamente scatta il dispositivo di blocco differenziale.

Questa tecnica di protezione è considerata di alto livello, perché l'interruzione del circuito avviene indipendentemente dalla tensione di rete o dalla tensione di un'alimentazione ausiliaria. Proprio questo principio di funzionamento garantisce al 100% l'attivazione della protezione in qualsiasi circostanza.

La struttura di ogni interruttore differenziale è generalmente dotata di un tasto di test. Il cosiddetto 'pulsante di controllo' è appositamente posizionato sul pannello frontale del dispositivo per consentire agli utenti di verificare la prontezza operativa del dispositivo di protezione.

Il tasto di test viene utilizzato per verificare il funzionamento del dispositivo. L'uso normale del tasto è dopo la prima installazione e avvio dell'apparecchio, nonché nell'ambito della manutenzione.

Se si preme il tasto 'Test', il meccanismo del dispositivo genera artificialmente una corrente di dispersione. In questo caso, l'apparecchio funzionante si attiva sicuramente. Di solito, il tasto 'Test' viene utilizzato subito dopo l'installazione dell'interruttore nel circuito, al primo collegamento elettrico. Successivamente, i test vengono eseguiti secondo un programma, circa una volta al trimestre.

Tipi di dispositivi di protezione differenziale

La varietà di interruttori differenziali automatici è impressionante. Grazie a questa diversità, si aprono possibilità di organizzare una protezione efficace in progetti di qualsiasi destinazione. Esaminiamo alcuni esempi di esecuzione costruttiva degli interruttori differenziali per valutare tutti i vantaggi esistenti.

Dispositivi di tipo standard

Lo scopo principale dei dispositivi standard, ad esempio delle serie F, FH, è la protezione del personale addetto. Il contatto diretto/indiretto con elementi dell'apparecchiatura sotto tensione, il rischio di scosse elettriche: tali situazioni sono ridotte a zero quando vengono utilizzati interruttori delle serie F, FH.

Dispositivo della serie di interruttori differenziali della nota azienda ABB, prodotto nelle serie F e FH. Un prodotto della categoria economica ma comunque efficace.

Scelta ottimale per l'impiego in circuiti di ambito domestico e commerciale. I dispositivi forniscono inoltre protezione antincendio, se esistono rischi di incendio dei cavi in condizioni di esposizione prolungata alla corrente di dispersione.

Questo tipo di dispositivo è progettato per l'installazione in reti a corrente alternata con livelli minimi di armoniche elevate e assenza di tensione continua. Corrente di carico 16 – 63 A, resistenza meccanica ciclica 20000.

Un altro esempio di dispositivi selettivi standard è la serie DS dell'azienda ABB. Sono progettati per l'installazione e il funzionamento in circuiti di reti monofase. L'articolo sul principio di selettività La introdurrà all'argomento, e Le consigliamo vivamente di leggerlo.

Lo scopo degli interruttori differenziali automatici della serie DS è organizzare schemi di protezione contro sovraccarichi e cortocircuiti. I moduli garantiscono un funzionamento preciso delle funzioni di protezione in caso di contatto accidentale con linee o elementi sotto tensione.

Dispositivo ad azione selettiva – prodotto della società ABB. I modelli simili ai moduli seriali DS hanno dimostrato un funzionamento impeccabile a lungo termine nella pratica e quindi sono molto richiesti.

La caratteristica distintiva dello sviluppo seriale DS è la presenza di un'indicazione visibile che segnala la presenza di corrente di dispersione. È una di quelle strutture di dispositivo di protezione grazie alle quali è possibile prevenire incendi e segnalare violazioni dell'isolamento elettrico. Carico consentito 6 – 40 A. Ciclicità – 20000.

«L'interruttore differenziale "Domestico" delle serie AD, BD – prodotto dell'azienda tedesca «Schneider Electric», è stato sviluppato principalmente per l'integrazione nelle reti elettriche domestiche.

Lo scopo principale è prevenire l'elettrocuzione del corpo umano. Inoltre, questo tipo di dispositivi di protezione protegge in modo efficace e rapido apparecchiature elettriche, cavi e macchinari.

Serie di dispositivi progettati appositamente per l'uso in reti domestiche (di appartamento). Questo tipo di interruttori differenziali è stato progettato dal produttore tedesco «Schneider Electric».

La sensibilità dell'interruttore automatico in caso di contatti diretti (indiretti) con parti di apparecchiature elettriche sotto tensione è conforme alla normativa (30 mA). La sensibilità standard (100 – 300 mA) è garantita anche per la rilevazione di correnti di dispersione dovute a incendi. Una soluzione adatta per l'equipaggiamento di abitazioni e locali di servizio.

Interruttori differenziali monoblocco

I dispositivi monoblocco funzionano in modo integrato, e questa è la loro principale differenza rispetto agli sviluppi standard. Coprono l'intera gamma di funzioni di protezione che i moderni dispositivi di protezione devono possedere. Tuttavia, anche i dispositivi di tipo standard offrono agli utenti un'ampia funzionalità.

Un chiaro esempio di interruttori automatici di corrente differenziale con funzionalità integrata sono i prodotti della stessa società «Schneider Electric». In particolare, i modelli della serie «Multi» – interruttori di carico ad azione selettiva e istantanea.

Un'altra versione di dispositivi efficaci e affidabili, sviluppati nell'ambito di progetti denominati «Multi». I dispositivi possiedono un'ampia gamma di proprietà che garantiscono funzioni di protezione.

Gli interruttori automatici, a seconda del modello, sono progettati per l'installazione in reti di distribuzione di edifici amministrativi (industriali) di impianti produttivi.

Questi dispositivi di corrente differenziale garantiscono l'apertura dei circuiti per correnti di dispersione da 10 a 500 mA. Una caratteristica costruttiva è la possibilità di regolazione per evitare scatti accidentali (scariche atmosferiche, perforazione attraverso strati di polvere, ecc.).

Protettori contro le sovratensioni impulsive

Probabilmente, un tipo separato di dispositivi dovrebbe essere considerato anche gli sviluppi progettuali, come gli interruttori automatici, la cui esecuzione prevede la protezione contro le sovratensioni impulsive.

Di norma, questo tipo di dispositivi è dotato di una velocità ultraveloce, un livello di sensibilità di 10-30 mA in caso di intervento al contatto con superfici in tensione. Questi stessi interruttori garantiscono una protezione affidabile delle apparecchiature dalle sovracorrenti.

Dispositivi progettati per l'uso in circuiti in cui esiste il rischio di sovratensioni impulsive. Si distinguono per una funzionalità leggermente avanzata.

Il campo delle correnti nominali è generalmente compreso tra 6 e 63 A per tensioni di 230-440 volt. La capacità di interruzione raggiunge 4500 A. Strutturalmente, vengono prodotti per l'alimentazione tramite 2 o 4 poli.

Della stessa serie, ma leggermente modificati, si presentano gli interruttori con caratteristica «A». Un esempio evidente è la serie AD12M, dove si nota un ampliamento della funzionalità protettiva. Tra le aggiunte, la funzione di spegnimento in caso di aumento della tensione di rete oltre 265 volt entro 0,3 secondi.

Occorre anche notare che i dispositivi dotati della caratteristica «A» presentano differenze sostanziali rispetto agli interruttori differenziali con caratteristica «AC». La prima opzione è in grado di reagire alla corrente differenziale pulsante continua e alla corrente di forma sinusoidale.

Dispositivi mobili di protezione differenziale

L'industria (estera e nazionale) produce un'altra varietà di interruttori differenziali automatici in versione mobile. Si tratta cioè di dispositivi portatili controllati da corrente differenziale.

Tale configurazione è tipica dei moderni modelli portatili. I dispositivi mobili di protezione differenziale sono raccomandati per l'uso nel settore residenziale.

Tali moduli mobili sono realizzati sotto forma di un blocco in miniatura che viene semplicemente inserito in una presa di uso domestico. Questo tipo di dispositivo è però destinato all'uso in ambienti appartenenti al gruppo a particolare pericolosità (con rischio elevato).

Questi dispositivi sono spesso installati come moduli aggiuntivi agli interruttori differenziali esistenti.

Questo stesso tipo di dispositivo, in configurazione portatile, è consigliato per l'uso domestico per la protezione di bambini e anziani. Come noto, la resistenza del corpo degli organismi giovani e anziani differisce leggermente dallo stesso valore del corpo di una persona di mezza età.

Pertanto gli interruttori differenziali portatili sono costruiti come dispositivi con un livello di soglia di intervento più elevato. Questo valore di impostazione di solito non supera i 10 mA per i dispositivi di tipo mobile.

Gli interruttori automatici portatili, ad esempio della serie RCD-DP, sono considerati la protezione ottimale per proprietà private urbane e suburbane: cottage, case di campagna, garage e così via.

Marcatura dei dispositivi differenziali (RCD) sul corpo degli apparecchi

Bisogna notare che la caratteristica del corpo (le indicazioni sul corpo) dei dispositivi moderni fornisce informazioni quasi complete sui parametri elettromeccanici e termici degli apparecchi.

Tutte le informazioni sulle caratteristiche operative, l'ambito di applicazione e persino la migliore opzione di collegamento sono riportate sul corpo del dispositivo di protezione sotto forma di una marcatura chiara e facilmente leggibile.

In sostanza, l'utente non ha nemmeno bisogno di consultare la documentazione di accompagnamento, poiché, conoscendo le indicazioni, tutte le informazioni possono essere ottenute leggendo i dati dalla parte frontale del corpo.

Tra le indicazioni, si consiglia di studiare i simboli che mostrano la caratteristica degli interruttori automatici in base alle condizioni operative: «A», «B», «AC», «F», che determinano la sensibilità del dispositivo alla corrente alternata e continua di diverse forme.

La sigla dei dispositivi spesso riflette la loro tipologia e serie. Ad esempio, «AD12M» – interruttore differenziale, numero di serie 12, modernizzato. Oppure: «VD63» – interruttore differenziale, serie 63.

In verità, esistono modelli (di solito importati) con una sigla un po' confusa, ad esempio FH200. Qui: il simbolo F indica la serie del dispositivo, H la variante di esecuzione del corpo, 200  – il numero di serie.

Oppure un altro esempio: un dispositivo indicato con la sigla DS. Il primo simbolo è comprensibile senza «traduzione» – differenziale. Il secondo indica l'appartenenza del dispositivo alla categoria dei dispositivi selettivi.

La questione della scelta tra interruttore differenziale e dispositivo di protezione differenziale richiede uno studio approfondito. Si consiglia di consultare il materiale che ne analizza le differenze, le specifiche d'uso, nonché vantaggi e svantaggi.

Come scegliere un dispositivo differenziale?

I dispositivi differenziali si scelgono in modo simile a come si fa, ad esempio, con gli interruttori automatici.

Scelta del RCD. Con l'ampia informazione visualizzata sul pannello frontale del modulo, è possibile scegliere i dispositivi senza difficoltà direttamente sul luogo di acquisto.

Ovvero, la scelta si basa sui criteri tradizionali di selezione delle apparecchiature elettriche di questo tipo:

1. Scopo dell'uso.
2. Conformità alla corrente di carico.
3. Criterio di sensibilità all'intervento.
4. Esecuzione del corpo.

Per l'uso in condizioni di vita quotidiana, la scelta ricade solitamente su dispositivi monofase di tipo 'AC' o 'A'. Per l'utilizzo su reti domestiche di edifici residenziali, è meglio scegliere dispositivi con sensibilità di 10-30 mA (protezione al contatto) e 100 mA (protezione antincendio e corto circuito). Il design dell'involucro è il più conveniente possibile per l'installazione e l'uso.

Va notato: il dispositivo differenziale viene sempre installato in serie con l'interruttore automatico. Pertanto, le caratteristiche di corrente di entrambi i dispositivi devono corrispondere oppure la corrente nominale del dispositivo differenziale deve essere superiore.

Conclusioni e video utili sull'argomento

Maggiori informazioni interessanti sul dispositivo, i tipi e il principio di funzionamento degli interruttori differenziali possono essere apprese dal seguente video:

I dispositivi di protezione differenziale sono in realtà interruttori automatici dotati di un sistema sensibile per il rilevamento delle correnti di dispersione.

Tali dispositivi devono essere obbligatoriamente installati nelle reti elettriche la cui realizzazione comporta un rischio di contatto tra le persone e le parti in tensione delle apparecchiature. I progetti moderni prevedono di default l'adozione di dispositivi differenziali.

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